「太阳系八大行星」距离太阳最近的行星——水星

太阳系中最大的行星——水星

「太阳系八大行星」距离太阳最近的行星——水星插图

水星介绍

「太阳系八大行星」距离太阳最近的行星——水星插图1

水星,离太阳最近一个行星,它比月球大1/3。水星目视星等范围是0.4~5.5。由于水星太接近太阳,所以常常被猛烈的阳光淹没,它的轨道距太阳4590万~6970万千米之间,因此望远镜很少能够仔细观察它。水星也没有自然卫星。靠近过水星的探测器只有美国探测器水手10号和美国发射的信使号探测器。水手十号在1974年—1975年探索水星时,只拍摄到大约45%的表面;信使号于2008年1月掠过水星。水星是太阳系中最快的一个行星,它绕太阳一周只需88天,自转一周需58天15小时30分钟,它的一天相当于地球的59天。

水星英文名字是Mercury,它来自罗马神话中众神的使者墨丘利(对应希腊神话中的赫耳墨斯)。因为水星约88天绕太阳一圈,是太阳系中公转最快的行星。符号是上面一个圆形下面一个交叉的短垂线和一个半圆形(Unicode),是墨丘利所拿魔杖的形状。在前5世纪,水星实际上被认为成两个不同的行星,这是因为它时常交替地出现在太阳的两侧。当它出现在傍晚时,它被叫做墨丘利;但是当它出现在早晨时,为了纪念太阳神阿波罗,它被称为阿波罗·毕达哥拉斯。经过多方的验证,则发现它们属于一颗行星。此事在我国古代也有记载。记载于晋书:志第二天文中,内容为:

辰星曰北方冬水,智也,听也。智亏听失,逆冬令,伤水气,罚见辰星。辰星见,则主刑,主廷尉,主燕赵,又为燕、赵、代以北;宰相之象。亦为杀伐之气,战斗之象。又曰,军于野,辰星为偏将之象,无军为刑事。和阴阳,应效不效,其时不和。出失其时,寒暑失其节,邦当大饥。当出不出,是谓击卒,兵大起。在于房心间,地动。亦曰,辰星出入躁疾,常主夷狄。又曰,蛮夷之星也,亦主刑法之得失。色黄而小,地大动。光明与月相逮,其国大水。

在罗马的神话中,墨丘利为商业、旅行、偷窃之神;在古希腊神话中对应于赫耳墨斯,它为众神传信的神,大概是因为水星空中移动的快,才有了这个名字。墨丘利及水星符号早在公元前3000年的苏美尔时代,人们便发现了水星。古希腊人赋予它两个名字:当它初现于清晨时称为阿波罗,当它闪烁于夜空时称为赫耳墨斯。不过,古希腊天文学家们知道这两个名字实际上指的是同一颗星星,在公元前5世纪的希腊哲学家赫拉克赖脱甚至认为水星与金星不是环绕地球运动的,而是直接环绕太阳运行的。

水星的轨道与正圆的程度相差甚远,它的离太阳最近的距离只有四千六百万千米,最无的距离为7千万千米。在轨道的近日点它以十分缓慢的速度按岁差围绕太阳向前运行(岁差:地轴进动引起春分点向西缓慢运行,速度每年0.2",约25800年运行一周,使回归年比恒星年短的现象。分日岁差和行星岁差两种,后者是由行星引力产生的黄道面变动引起的。)在十九世纪,天文学家们对水星的轨道半径进行了非常仔细的观察,但都无法运用牛顿力学对此作出适当的解释。而困扰了天文学家们数十年的问题就是存在于实际观察到的值与预告值之间的细微差异是一个次要(每千年相差七分之一度)。

为了解释实际观察和预告值之间的差异,有人认为,在靠近水星的轨道上还存在着另一颗行星(被称“祝融星”),但最终的答案却颇有戏剧性:爱因斯坦的广义相对论。在人们接受认可此理论的早期,水星运行的正确预告是一个十分重要的因素。(水星因太阳的引力场而绕其公转,而太阳引力场极其巨大,据广义相对论观点,质量产生引力场,引力场又可看成质量,所以巨引力场可看作质量,产生小引力场,使其公转轨道偏离。类似于电磁波的发散,变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场,传向远方。

而在1962年前,人们主为水星的自转一周与公转一周的是相同的时间,从而面对太阳的那一面是恒定不变。这与月球总是以相同的半面朝向地球很相似。但在1965年,通过多普勒雷达的观察发现这种理论是错误的。现在我们已得知水星在公转二周的同时自转三周,水星是太阳系中目前唯一一个已知的公转周期与自转周期共动比率不是1:1的天体。在之前我们曾说,水星的轨道极度偏离正圆,使得水星观察者看到了非常奇特的景象,处于某些经度的观察者会看到当太阳升起后,随着它朝向天顶缓慢移动,将逐渐明显地增大尺寸。太阳将在天顶停顿下来,经过短暂的倒退过程,再次停顿,然后继续它通往地平线的旅程,同时明显地缩小。在此期间,星星们将以三倍快的速度划过苍空。在水星表面另一些地点的观察者将看到不同的但一样是异乎寻常的天体运动。水星上的温差是整个太阳系中最大的,温度变化的范围为90开到700开。相比之下,金星的温度略高些,但更为稳定。

水星在很多方面都与月球相似。它的表面有许多陨石坑而且十分古老,它也没有板块运动。另一方面,水星的密度比月球大得多,(水星5.43克/立方厘米;月球3.34克/立方厘米)。水星是太阳系中仅次于地球,密度第二大的天体。事实上地球的密度高部分源于万有引力的压缩;若非如此,水星的密度将大于地球,这表明水星的铁质核心比地球的相对要大些,很有可能构成了行星的大部分。因此,相对而言,水星仅有一圈薄薄的硅酸盐地幔和地壳。巨大的铁质核心半径为1800到1900千米,是水星内部的支配者。而硅酸盐外壳仅有500到600千米厚,至少有一部分核心大概成熔融状。事实上水星的大气很稀薄(几乎不存在),由太阳风带来的被破坏的原子构成。水星温度如此之高,使得这些原子迅速地散逸至太空中。与大气相对稳定的地球金星相比,水星的大气更换就显得有较为频繁了。

水星的表面经常会预见现巨大的急斜面,有些高达三千米高。还有一些横处于环形山的外环处,而另一些急斜面的面貌表明他们是受压缩而形成的。据估计,水星表面收缩了大约0.1%(或在星球半径上递减了大约1千米)。水星上最大的地貌特征之一是Caloris盆地,直径约为1300千米,人们认为它与月球上最大的盆地Maria相似。如同月球的盆地,Caloris盆地很有可能形成于太阳系早期的大碰撞中,那次碰撞大概同时造成了星球另一面正对盆地处奇特的地形。除了布满陨石坑的地形,水星也有相对平坦的平原,有些也许是古代火山运动的结果,但另一些大概是陨石所形成的喷出物沉积的结果。令人惊讶的是,水星北极点的雷达扫描(一处未被水手10号勘测的区域)显示出在一些陨石坑的被完好保护的隐蔽处存在冰的迹象。水星有一个小型磁场,磁场强度约为地球的1%。在水星上至今未发现卫星,至今天为止,人造卫星离水星最近的只有美国的“水手10号”,但也不能探测到水星的全貌。其实,通过双向望远镜肉眼就能直接看到水星,但它靠太阳太近,在曙暮光下中是难以看到的。

水星的结构

水星是四颗类地行星之一,由岩石和金属组成。水星的体积小、密度大,所以科学家们估计水星可能有个铁核占据水星体积的61%,而且外层的岩可能已经消失了。

内核因为水星不稳定的旋转,表明其内部的核心可能是液态的,直径在3600千米左右。地幔半熔状态的岩石,厚度约600千米左右,由硅酸盐岩石组成。地壳可能由含镁玄武岩和硅酸盐岩石组成,比较稳定。大气层水星的大气层非常稀薄,所以这层大气也被称为外逸层。科学家认为水星一开始的大气也和地球是一样的,但是由于水星本身体积较小,离太阳又近,其引力不能维持其大气层,导致大气层被太阳风吹散。

水星表面地形特征的命名规则

陨石坑以艺术家、作曲家和作家的名字命名。

山谷以天文台的名字命名。

悬崖以科考船的名字命名。

山脊以科学家命名。

平原则以水星在不同语言中的名称来命名。

探索水星

人类对水星探索非常少,到目前为止只有两个探测器造访过水星,分别是1973年发射的水手10号和2004年发射的信使号。

水星的相关数据

平均直径:4879千米

质量(地球=1):0.055

赤道处重力(地球=1):0.38

与太阳平均距离(地球=1):0.38

轴倾斜角度:0.01°

自转周期:58.6个地球日

公转周期:87.97个地球日

最低温度:零下180摄氏度

最高温度:430摄氏度

卫星数量:0

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